航空裝備采辦信息化建設(shè)的反饋動(dòng)態(tài)復(fù)雜性分析

王振華，趙元立，滕克難

（海軍航空工程學(xué)院，山東煙臺(tái) 264001）

航空裝備采辦信息化建設(shè)的反饋動(dòng)態(tài)復(fù)雜性分析

王振華，趙元立，滕克難

（海軍航空工程學(xué)院，山東煙臺(tái) 264001）

在對(duì)航空裝備采辦信息化建設(shè)進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流率基本入樹(shù)建模法,構(gòu)建了整個(gè)建設(shè)系統(tǒng)的反饋結(jié)構(gòu)模型。運(yùn)用極小基模生成集法對(duì)模型中的反饋環(huán)進(jìn)行了基模分析，提出了相應(yīng)的管理策略，以期為航空裝備采辦信息化建設(shè)提供有效的理論指導(dǎo)。

采辦信息化；反饋動(dòng)態(tài)復(fù)雜性；基模

隨著軍事斗爭(zhēng)裝備準(zhǔn)備不斷深化，數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造的航空裝備陸續(xù)列裝部隊(duì)。由于航空裝備全壽命管理中的“建用分離”現(xiàn)象嚴(yán)重影響著航空裝備的“兩成兩力”建設(shè)，所以，加快航空裝備采辦信息化建設(shè)，聯(lián)通航空裝備全壽命過(guò)程的上下游環(huán)節(jié)，勢(shì)在必行。然而，航空裝備采辦信息化建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及人才、資金、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等諸多要素，且要素之間存在復(fù)雜的反饋因果互動(dòng)關(guān)系，使建設(shè)系統(tǒng)呈現(xiàn)出反饋動(dòng)態(tài)復(fù)雜性，增加了難度［1-2］。因此，為深入了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和反饋機(jī)制，把握其內(nèi)部動(dòng)態(tài)規(guī)律，對(duì)航空裝備采辦信息化建設(shè)過(guò)程中的反饋動(dòng)態(tài)復(fù)雜性進(jìn)行剖析很有必要。

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是復(fù)雜性科學(xué)的重要分支，對(duì)于復(fù)雜性問(wèn)題研究具有獨(dú)到的見(jiàn)解，它著眼于復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)、物質(zhì)流動(dòng)、信息流動(dòng)以及它們所形成的反饋結(jié)構(gòu)，通過(guò)研究系統(tǒng)中的不同要素之間的作用和反饋，進(jìn)而揭示系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性和動(dòng)態(tài)復(fù)雜性［3-4］。因此，本文運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)反饋動(dòng)態(tài)復(fù)雜性分析技術(shù)對(duì)航空裝備采辦信息化建設(shè)系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究，從中獲得航空裝備采辦信息化建設(shè)政策和管理方針的啟示，以期為航空裝備采辦信息化建設(shè)提供借鑒和參考。

1 航空裝備采辦信息化建設(shè)的系統(tǒng)分析

1.1 航空裝備采辦信息化建設(shè)內(nèi)涵和外延

航空裝備采辦信息化是整個(gè)裝備采辦領(lǐng)域信息革命的一個(gè)重要組成部分，是指在總部統(tǒng)一規(guī)劃和組織下，在航空裝備的立項(xiàng)論證、方案設(shè)計(jì)、研制生產(chǎn)、使用維修直至退役的全壽命過(guò)程中，依托國(guó)家和國(guó)防信息基礎(chǔ)設(shè)施，廣泛利用信息技術(shù)和開(kāi)發(fā)信息資源，實(shí)現(xiàn)采辦業(yè)務(wù)流程再造，從而提高航空裝備采辦的效益和全壽命管理水平的過(guò)程。

從不同的角度，航空裝備采辦信息化建設(shè)的外延可以有不同的劃分涵蓋方法，見(jiàn)表1。

1.2 航空裝備采辦信息化建設(shè)的特點(diǎn)

從系統(tǒng)的角度講，航空裝備采辦信息化建設(shè)是一個(gè)由諸多要素相互作用、相互依賴結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，主要有以下特點(diǎn)：

（1）涉及范圍的全局性。航空裝備采辦信息化是由一系列子系統(tǒng)構(gòu)成的一個(gè)有機(jī)整體，涉及航空裝備的全壽命過(guò)程，連接國(guó)家、地方與軍隊(duì)的諸多部門，各子系統(tǒng)之間既相互滲透又相互促進(jìn)，它們共同構(gòu)成了航空裝備采辦信息化的整體。因此，任何一個(gè)部門或單位都無(wú)法獨(dú)立完成航空裝備采辦信息化，必須在統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、全面規(guī)劃和整體推進(jìn)下才能完成。

表1 航空裝備采辦信息化建設(shè)的外延劃分

（2）動(dòng)態(tài)復(fù)雜性。航空裝備采辦信息化建設(shè)涉及變量眾多，層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅系統(tǒng)內(nèi)部因素之間存在著縱橫復(fù)雜的反饋關(guān)系，而且系統(tǒng)和環(huán)境之間也進(jìn)行著物質(zhì)流、能量流和信息流的相互交換和相互作用，整個(gè)建設(shè)系統(tǒng)在內(nèi)外部動(dòng)力的作用下按照一定規(guī)律不斷地發(fā)展和演化。

（3）相互耦合性。航空裝備采辦信息化建設(shè)中的要素與要素之間存在著相互影響、相互作用的耦合關(guān)系，同時(shí)航空裝備采辦信息化建設(shè)系統(tǒng)與航空裝備保障系統(tǒng)、指揮自動(dòng)化系統(tǒng)等也存在著耦合作用關(guān)系。

（4）時(shí)滯性。航空裝備采辦信息化建設(shè)系統(tǒng)的因和果在時(shí)間上和空間上的分離，產(chǎn)生信息流和物質(zhì)流等的時(shí)滯效應(yīng)，從而形成復(fù)雜的特性和行為。如人才的成長(zhǎng)需要一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程存在時(shí)間延滯。

（5）非線性。由于時(shí)間延滯、動(dòng)態(tài)反饋及相互耦合等作用的影響，航空裝備采辦信息化建設(shè)內(nèi)外部的種種關(guān)系在數(shù)量上和程度上表現(xiàn)出種種非線性關(guān)系，使得系統(tǒng)具有反直觀的動(dòng)態(tài)特性。

2 航空裝備采辦信息化建設(shè)的流率基本入樹(shù)模型

2.1 流率基本入樹(shù)建模法

南昌大學(xué)賈仁安教授及其研究小組于1998年創(chuàng)立流率基本入樹(shù)建模法。該方法以還原論的思想為指導(dǎo)，將圖論中生成樹(shù)理論應(yīng)用于動(dòng)態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)的反饋結(jié)構(gòu)分析。此方法把所研究的整個(gè)系統(tǒng)按研究目的劃分為若干個(gè)子系統(tǒng)，然后設(shè)定每個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部的流位、流率、輔助變量，抓住系統(tǒng)反饋結(jié)構(gòu)變量中最基本的流率變量，用一組以流率變量為根的樹(shù)模型來(lái)刻畫系統(tǒng)內(nèi)各變量之間的因果關(guān)系，最后通過(guò)引入嵌運(yùn)算構(gòu)建系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存量流量圖［5］。

2.2 流率基本入樹(shù)模型

本文按照航空裝備采辦信息化構(gòu)成的體系要素劃分航空裝備采辦信息化建設(shè)的外延，選取航空裝備采辦信息化規(guī)劃管理水平、航空裝備采辦信息化人才數(shù)量、航空裝備采辦信息化資金投入額、航空裝備采辦信息資源總量、信息技術(shù)應(yīng)用水平、航空裝備采辦信息化環(huán)境建設(shè)水平、航空裝備采辦信息化建設(shè)水平等6個(gè)變量作為刻畫整個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的典型代表［6］，分別確定6個(gè)流位流率對(duì)。

（1）航空裝備采辦信息化人才數(shù)量流位L1（t）（個(gè)），對(duì)應(yīng)流率航空裝備采辦信息化人才數(shù)量變化量R1（t）（個(gè)/年）。

（2）航空裝備采辦信息化資金投入額流位L2（t）（億元），對(duì)應(yīng)流率航空裝備采辦信息化資金投入額變化量R2（t）（億元/年）。

（3）航空裝備采辦信息資源總量流位L3（t）（TB），對(duì)應(yīng)流率航空裝備采辦信息資源總量變化量R3（t）（TB/年）。

（4）航空裝備采辦信息化信息技術(shù)應(yīng)用水平流位L4（t）（無(wú)量綱），對(duì)應(yīng)流率航空裝備采辦信息化信息技術(shù)應(yīng)用水平變化量R4（t）（無(wú)量綱）。

（5）航空裝備采辦信息化環(huán)境建設(shè)水平流位L5（t）（無(wú)量綱），對(duì)應(yīng)流率航空裝備采辦信息化環(huán)境建設(shè)水平變化量R5（t）（無(wú)量綱）。

（6）航空裝備采辦信息化建設(shè)水平流位L6（t）（無(wú)量綱），對(duì)應(yīng)流率航空裝備采辦信息化建設(shè)水平變化量R6（t）（無(wú)量綱）。

綜上所述，航空裝備采辦信息化建設(shè)系統(tǒng)的流位流率系為：｛（R1（t），R1（t）），（R2（t），R2（t）），（L3（t），R3（t）），（R4（t），R4（t）），（R5（t），R5（t）），（R6（t），R6（t））｝。

根據(jù)流位變量控制流率變量的作用原理，可以得到航空裝備采辦信息化建設(shè)系統(tǒng)流位變量控制流率變量的定性分析二部分圖［7］，如圖1所示。

圖1 定性分析二部分圖

通過(guò)流位變量控制流率變量的作用分析，設(shè)計(jì)輔助變量得到系統(tǒng)的流率基本入樹(shù)模型，如圖2～圖7所示。

圖2 航空裝備采辦信息化人才數(shù)量簡(jiǎn)化流率基本樹(shù)

圖3 航空裝備采辦信息化資金投入額簡(jiǎn)化流率基本樹(shù)

圖4 航空裝備采辦信息資源總量簡(jiǎn)化流率基本樹(shù)

圖5 航空裝備采辦信息化信息技術(shù)應(yīng)用水平簡(jiǎn)化流率基本樹(shù)

圖6 航空裝備采辦信息化環(huán)境建設(shè)水平簡(jiǎn)化流率基本樹(shù)

圖7 航空裝備采辦信息化建設(shè)水平簡(jiǎn)化流率基本樹(shù)

3 基模反饋動(dòng)態(tài)分析

3.1 極小基模生成集

系統(tǒng)極小基模能夠反映整體系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，是有效研究系統(tǒng)反饋動(dòng)態(tài)復(fù)雜性的工具。通過(guò)極小基模分析，可以從中找到制約或促進(jìn)航空裝備采辦信息化建設(shè)的“杠桿作用點(diǎn)”，得出相應(yīng)的管理方針［8］。根據(jù)極小基模生成集法［9-10］，計(jì)算出航空裝備采辦信息化建設(shè)的極小反饋基模如下：

二階極小基模：｛G15（t），G25（t），G56（t）｝；

三階極小基模：｛G356（t），G456（t）｝。

至此，所有入樹(shù)均參與極小基模的生成，求得最終的極小基模集為｛G15（t），G25（t），G56（t），G356（t），G456（t）｝。

3.2 基模分析

3.2.1 二階極小基模分析

3個(gè)二階極小基模流圖如圖8所示。

基模G15（t），G25（t）為含二階正反饋環(huán)的二階極小基模，反映了人才數(shù)量、資金投入的力度與信息化環(huán)境建設(shè)之間的相互促進(jìn)關(guān)系。啟示是：①積極構(gòu)建良好的采辦信息化環(huán)境，可以為培養(yǎng)造就采辦信息化人才奠定基礎(chǔ)；②充分發(fā)揮采辦信息化人才的作用，能夠更好地促進(jìn)采辦信息化環(huán)境建設(shè)水平的提高；③加大資金的投入力度，為改善采辦信息化環(huán)境提供物質(zhì)保證；④要保持采辦信息化環(huán)境建設(shè)水平的持續(xù)提升，就需要逐步加大資金的投入。

基模G56（t）為含二階負(fù)反饋環(huán)的二階極小基模，一方面，采辦信息化環(huán)境建設(shè)水平的提升，推動(dòng)了采辦信息化建設(shè)水平的提高；另一方面，隨著采辦信息化建設(shè)水平的提高，建設(shè)的需求減低，會(huì)制約采辦信息化環(huán)境的建設(shè)。啟示：在航空裝備采辦信息化建設(shè)之初，要頂層規(guī)劃好，過(guò)程中不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，把準(zhǔn)打贏信息化戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)航空裝備采辦的需求，才能穩(wěn)步推進(jìn)采辦信息化建設(shè)進(jìn)程。

圖8 二階極小基模流圖

3.2.2 三階極小基模分析

兩個(gè)三階極小基模流圖如圖9所示。

三階極小基模G356（t），G456（t）都是在二階極小基模G56（t）的基礎(chǔ)上增加了一條不斷增強(qiáng)的反饋環(huán)構(gòu)成，反映了采辦信息化環(huán)境越好，采辦信息資源開(kāi)發(fā)就越多，采辦信息化信息技術(shù)應(yīng)用水平就越高。同時(shí)，隨著采辦信息化水平的提高，建設(shè)需求降低，會(huì)制約各建設(shè)要素的增長(zhǎng)。啟示：在做好航空裝備采辦信息化建設(shè)的規(guī)劃管理工作的前提下，積極完善各項(xiàng)政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，積極更新信息化基礎(chǔ)設(shè)施，為采辦信息資源的開(kāi)發(fā)和信息技術(shù)的應(yīng)用提供環(huán)境支撐。

圖9 三階極小基模流圖

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)航空裝備采辦信息化建設(shè)的反饋動(dòng)態(tài)復(fù)雜性進(jìn)行分析，可以清楚地看出系統(tǒng)要素之間的基本反饋?zhàn)饔藐P(guān)系，從而有效揭示系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)規(guī)律，把握建設(shè)關(guān)鍵，提出有針對(duì)性的管理策略，為進(jìn)一步推動(dòng)航空裝備采辦信息化建設(shè)提供依據(jù)。

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10.3969/j.issn.1673-0194.2015.01.048

F270.7

A

1673-0194（2015）01-0094-04

2014-06-28